TW202214394A - 流體輸送模組的密封嵌入工具以及將密封安裝入流體輸送模組的方法 - Google Patents

Abstract

控制流體流量的裝置是半導體製造的輸送處理流體的重要構件。這些控制流體流量的裝置需要緊密包裝在控制流量的裝置內的各種流體流量構件。維修上述的裝置需要專門設備及方法以能夠在現場安裝的裝置中近距離安裝密封。可使用密封嵌入工具以有利於密封的安裝，以允許流體流量構件有效率裝配入控制流量的裝置。

Description

流體輸送模組的密封嵌入工具以及將密封安裝入流體輸送模組的方法

［相關申請案對照參考］ 本申請主張2020年5月19日所申請的美國臨時申請案63/026,780號的優惠，其全文內容茲以提述方式納入。

流量控制已為半導體晶片製造中的關鍵技術之一。控制流體流量的裝置對於輸送已知流率的半導體製造及其他工業處理的處理流體是重要的。這類裝置用於測量及準確控制各種應用的流體之流量。此種控制依賴具有快速且可靠地裝配有最小密封洩漏的構件的裝置。

隨著晶片製造技術的改進，控制流量的裝置的構件尺寸減小且包裝要求變得更加嚴格。控制流量的裝置的維護及修理越來越多地涉及在狹小空間中安裝密封及構件。為了改進維護的速度及便利性，需要有改進的方法及設備。

因此，本技術針對密封嵌入工具，用於安裝密封至流體輸送模組中的控制流量的裝置中的構件裝設位置。控制流量的裝置具有大量構件，必須在無洩漏的情況下裝配才能發揮功能。這類裝置可用於廣泛的處理中，諸如半導體晶片製造、太陽能面板製造等。

在一個實施方式中，本發明為一種在自流體源延伸至處理室的流體供應線的流體輸送模組中安裝環形密封的方法。第一，密封嵌入工具被耦接於流體輸送模組的第一基板塊。密封嵌入工具裝載有環形密封。密封嵌入工具被耦接，使環形密封被放置在第一流體埠之上且與位在第一基板塊的第一表面上的第一流體埠對準。第二，密封嵌入工具被致動，使密封嵌入工具降低環形密封並且將環形密封的下部壓入圍繞第一流體埠的第一流體開口的第一流體埠的第一環形溝槽。第一及第二步驟係在流體輸送模組在流體供應線內維持原位的同時執行。 在又另一實施方式中，本發明為一種在流體輸送模組中更換環形密封的方法。第一，藉由鬆開分別接合流體輸送模組的一個以上的錨的一個以上的構件緊固器，而將主動流體構件自流體輸送模組的第一基板塊解除耦接，藉此暴露在第一基板塊的第一表面上的第一流體埠。第二，到期密封被移除。第三，藉由啟動一個以上的工具緊固件以接合流體輸送模組的一個以上的錨，而將密封嵌入工具耦接至第一基板塊。第四，密封嵌入工具被啟動，使與第一流體埠對準的環形密封被壓入圍繞第一流體埠的第一流體開口的第一流體埠的第一環形溝槽。

在另一實施方式中，本發明為一種在流體輸送模組中安裝環形密封的方法，流體輸送模組包含支撐結構、裝設於支撐結構的第一基板塊、及裝設於支撐結構的複數個流量構件。第一，將裝載有環形密封的密封嵌入工具耦接於第一基板塊，環形密封放置於第一基板塊的第一表面上的第一流體埠上且與第一流體埠對準。第二，密封嵌入工具被致動，使密封嵌入工具將環形密封的下部壓入圍繞第一流體埠的第一流體開口的第一流體埠的第一環形溝槽。第一及第二步驟係在第一基板塊維持裝設於流體輸送模組的支撐結構的同時執行。

在又另一實施方式中，本發明為一種製造半導體或積體電路的方法。第一，根據上述方法安裝或更換流體輸送模組的環形密封，以完成自流體源延伸至處理室的流體供應線。第二，使流體自流體源流至處理室，以接觸該處理室中一個以上的半導體或積體電路晶圓。

在替代實施方式中，本發明為一種密封嵌入工具。密封嵌入工具具有主體；成對的緊固件，用於將主體耦接於流體輸送模組；末端執行器，可滑動地裝設於主體，末端執行器經配置而承接及保持環形密封；以及致動器，可操作地耦接於末端執行器，以及經配置而在使用者致動致動器後將末端執行器自升高狀態改變為降低狀態。

本技術的進一步可應用領域從下文提供的詳細說明將變得清楚明瞭。當知詳細說明及具體範例，雖表明較佳實施方式，但僅旨在說明目的而非限制本技術的範圍。

根據本發明原理的說明性實施例的說明旨在結合伴隨的圖式來閱讀，這些圖式被認為是整個書面說明的一部分。在本文所揭露的本發明的實施例的說明中，對於方向或指向的參考僅旨在方便說明且並非旨在以任何方式限制本發明的範圍。相對性用詞諸如「下部」、「上部」、「水平」、「垂直」、「之上」、「之下」、「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」及「底」以及彼等之派生詞（例，「水平地」、「向下地」、「向上地」等）應被解釋為是指所要說明或在所討論的圖式中所示的指向。這些相對性用詞僅為了方便說明而並不要求裝置以特定指向建構或操作，除非明確指出。諸如「附接」、「貼附」、「連接」、「耦接」、「互連」等用詞是指一種關係，其中結構直接或間接地經由中間結構而彼此緊固或附接，以及皆為可移動或剛性附接或關係，除非另有明確說明。此外，本發明的特徵及益處藉由參閱較佳實施例而描述。因此，本發明不應特意被限制於描述可單獨存在或以其它特徵組合存在的特徵的某些可能的非限制的組合的這些較佳實施例；本發明的範圍由隨附的申請專利範圍所定義。

本發明涉及密封保持器，用於安裝流體流量構件以形成流量控制裝置。半導體製造是一種需要高性能的流體流動控制的工業。隨著半導體製造技術的進步，客戶認識到需要具減小的空間要求的流量控制裝置。從而，隨著流體控制裝置的包裝變得比以往更密集，流量控制設備的維修及維護變得愈加困難。本發明有利於流量控制裝置內的流量控制構件的有效率裝配。

圖1顯示範例的處理系統1000的示意圖。處理系統1000可利用流體耦接於處理室1300的複數個控制流量的裝置100。複數個控制流量的裝置100用於供應一個以上不同的處理流體至處理室1300。流體由複數個流體供應或流體源所提供。總體而言，複數個控制流量的裝置100屬於流體輸送模組1400。可選地，在處理系統1000中可利用不只一個流體輸送模組1400。複數個控制流量的裝置100藉由出口歧管400連接至處理室1300。諸如半導體及積體電路的製品可在處理室1300內處理。

閥1100將控制流量的裝置100的每一個與處理室1300隔離，使控制流量的裝置100的每一個能夠選擇性地與處理室1300連接或隔離，有利於各式各樣的不同處理步驟。處理室1300可含有施用器，以施加由控制流量的裝置100所輸送的處理流體，使得由控制流量的裝置100所供應的流體能夠選擇性或擴散分布。可選地，處理室1300可為真空室或可為槽或缸，以用於將製品浸入由複數個控制流量的裝置100所供應的流體中。流體供應線藉由自各自的流體供應至處理室1300的流路所形成。

此外，處理系統1000可進一步包含排出器1200，其藉由閥1100而與處理室1300隔離，以能夠排出處理流體或是有利於清洗一個以上的控制流量的裝置100，以能夠在相同的控制流量的裝置100中進行不同處理流體之間的切換。可選地，排出器1200可為真空源或可為液體排出器，以配置為自處理室1300移除液體。可選地，控制流量的裝置100可為質流控制器、分流器、或是控制處理系統中的處理流體的流量的任何其它裝置。再者，如果需要，閥1100可整合到控制流量的裝置100中。

在處理系統1000中可執行的處理可包括：濕洗、微影、離子植入、乾蝕刻、原子層蝕刻、濕蝕刻、電漿灰化、快速熱退火、爐退火、熱氧化、化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、分子束磊晶、雷射剝離、電化學沉積、化學機械研磨、晶圓測試、電鍍、或利用流體的任何其他處理。

圖2及圖3顯示範例的流體輸送模組1400的示意圖。在此實施例中，流體輸送模組1400具有複數個控制流量的裝置100，彼等具有複數個入口101及複數個出口102。在一些實施例中，複數個入口101並非以一對一方式對應於複數個出口102。作為替代，複數個入口101可相接於單一個出口102，以及單一個入口101可分接於複數個出口102。如此做可達成在供應至處理室1300之前的不同流體的混合或組合。

可以看出，控制流量的裝置100的每一個通常被佈置成列，複數個控制流量的裝置100被佈置成多個平行列。這並沒有必要是這種情況，可使用任何包裝配置。流體輸送模組1400具有基板板件1402。基板板件1402用作流體輸送模組1400的支撐結構，但可簡單用於促進裝配。設想有其它結構支撐配置。複數個基板塊104擱置在基板板件1402上且其中包含流體埠，以導流至具有以下更加詳述的對應流體埠的一個以上的流體流量構件200。流體流量構件200可認為是主動構件，而基板塊104可認為是被動構件。流體流量構件200可為閥、流量控制器、壓力換能器、流量測量感測器、壓力調節器、流量限制器、或致動器中的一種以上，或是任何其它已知的流量控制構件。複數個錨被使用於將流體流動構件200耦接至基板塊104。錨可為基板塊104中的螺紋嵌入件或螺絲、基板板件1402中的螺紋嵌入件或螺絲、螺帽、或是允許流體流量構件200的穩固緊固的其它錨固特徵。

藉由比較圖2及圖3能夠看出，一流體流量構件200自圖3的流體輸送模組1400被移除。流體流量構件200的移除暴露二個基板塊的部位。構件裝設位置106藉由二個基板塊104的該部位而形成。構件裝設位置106可依據裝設至構件裝設位置106的構件200的規格尺寸而變化大小。從而，不同的構件裝設位置106可包含相同基板塊104的不同部位。各個且每個構件200具有在流體輸送模組1400中的構件裝設位置106。

轉到圖4A至圖4D，顯示流體輸送模組1400的部位。具體而言，顯示有流體流量構件200裝設至形成構件裝設位置106的成對的基板塊104。流體流量構件200藉由構件緊固件250而裝設至基板塊104。構件緊固件250可用於對準以及用於緊固，且可用能夠將流體流量構件200緊固至基板塊104的任何適合類型的緊固件來替換。構件緊固件250可為緊固件，諸如：螺栓、螺絲、銷、或其他已知的緊固裝置。然而，在其它實施例中，構件緊固件250可與對準特徵是分別的。舉例而言，可使用定位銷或其他銷，以將流體流量構件200對準至基板塊104。然後，可使用單獨的構件緊固件將流體流量構件200緊固至基板塊104。如圖4A至圖4D所示，構件緊固件250延伸通過基板塊104。

雖然圖4A至圖4D中未示，基板板件1402具有錨。錨包含形成有螺紋或具有承接構件緊固件250的螺紋嵌入件的基板板件1402的部位。從而，構件緊固件250延伸通過流體流量構件200中的緊固件通道208、基板塊104中的緊固件通道108、以及安裝入基板板件1402中的錨。構件緊固件250旨在用於粗對準，而精對準則由其它幾何形狀來提供。從而，緊固件通道108、208無須精確配合構件緊固件250。在替代實施例中，構件緊固件250可經由緊固件通道108內的嵌件或螺紋孔而直接安裝至基板塊104。在這些實施例中，基板塊104可經由額外的緊固件而單獨地附接至基板板件1402。在其它實施例中，構件緊固件250可安裝於基板板件1402下方的支撐或其他構件中。

如圖4B最佳所示，環形密封300放置在流體流量構件200與基板塊104之間。環形密封300為具有環形配置的密封，環形配置具有圓柱形外表面304、外直立環壁306、內直立環壁308、以及延伸在內直立環壁308與外直立環壁306之間的凸緣310。外直立環壁306具有頂面312。密封300亦被分成上部316及下部318，上部316為密封的上半部，下部318為密封的下半部。密封300亦具有流路302，通過其中心，其允許流體通過。密封300提供在流體流量構件200的流體埠210與基板塊104的流體埠110之間的緊密密封。基板塊104的流體埠110的每一個包含環形溝槽116。流體流量構件200的流體埠210的每一個包含環形溝槽216。基板塊104的流體埠110的每一個包含環形溝槽116。

如圖4C最佳所示，流體流量構件200包含底面214，包含有二個流體埠210，一個流體埠210為入口以及另一個為出口。流體流路212自一個流體埠210的流體開口延伸至另一個流體埠210的流體開口。相似地，在圖4D中，能夠看出基板塊104各包含第一表面114，包含有二個流體埠110。流體流路112自一個流體埠110的流體開口延伸至另一個流體埠110的流體開口。回到圖4B，能夠看出，當密封300安裝在流體流量構件200與基板塊104之間時，在第一表面114與底面214之間有一距離d。從而，密封300被壓縮在流體流量構件200與基板塊104之間。密封300適配入流體流量構件200的環形溝槽216及基板塊104的環形溝槽116。在裝配期間，第一表面114及底面214被構件緊固件250拉更靠近，減小第一表面114與底面214之間的距離d。

基板塊104各包含自第二流體埠110劃分出第一流體埠110的中央平面C-C。中央平面C-C在基板塊104的兩相對側之間的中點處間隔開並且橫切第一表面114。第一表面114形成其上可裝設構件的基板塊104的涵蓋區。然而，由於流體輸送模組1400的配置，基板塊104各裝設二個不同構件。中央平面C-C將基板塊104的涵蓋區劃分成第一涵蓋區半部120及第二涵蓋區半部122。流體流量構件200一直裝設於第一涵蓋區半部120及第二涵蓋區半部122的其中一個或另外一個，並且不會跨越中央平面C-C。

轉到圖5至圖8，顯示密封嵌入工具500。密封嵌入工具500被用於將密封300壓入基板塊104的環形溝槽116。如圖5中能夠最佳地看出，密封嵌入工具500具有致動器502、末端執行器560、上主體510、下主體512、及成對的工具緊固件550。致動器502可為內六角螺絲或是其它構件，彼等能夠以工具接合，諸如：內六角扳手、套筒、活動扳手、或能夠操作致動器502的其它工具。末端執行器560持承密封並且上下移動以將密封300壓入環形溝槽116，將會在以下更加詳述。工具緊固件550適配入基板塊104的緊固件通道108以及接合構件緊固件250所接合的相同的錨。工具緊固件550較佳地帶有螺紋，但可用將密封嵌入工具500緊固至基板塊104所需的任何方式操作。

轉到圖6A至圖6C，顯示密封嵌入工具500的前視圖及二個截面圖。密封嵌入工具500的致動器502固定地附接至驅動軸530。驅動軸530具有承接致動器502的洞532，藉由螺紋連接而將驅動軸530固定至致動器502。或者，致動器502可膠黏、焊接、壓接或其他方式固定於驅動軸530。在一些實施例中，致動器502可與驅動軸530一體形成。較佳地，驅動軸530為滾珠螺桿，但亦可為具有愛克姆（Acme）螺紋或梯形螺紋的導螺桿、普通螺桿、或能夠在旋轉時線性運動的其它軸。驅動軸530自近端531延伸至遠端533。用於致動器502的洞532位於近端531。

驅動軸530螺紋接合螺紋軸環540。螺紋軸環540在此實施方式中為滾珠螺帽，但可為具有梯形或愛克姆螺紋的導螺帽、或用於三角輪廓螺紋的普通螺帽。或者，螺紋軸環540可為能夠接合驅動軸530以在驅動軸530及螺紋軸環540的其中一個相對於驅動軸530及螺紋軸環540的另外一個而旋轉時在驅動軸530與螺紋軸環540之間提供相對運動的任何裝置。

輸入止動塊520被捕捉在致動器502與驅動軸530之間。輸入止動塊520用於藉由在螺紋軸環540上觸底而限制驅動軸530的行程。這防止在安裝期間的密封300的過度壓縮以及最小化因來自壓倒致動器的最大保持力的驅動軸530過大力量所致的基板板件1402中的錨的損壞的風險。輸入止動塊520亦位於上主體510的孔511中，在施加力矩至致動器502時減低驅動軸530上的彎曲力。最後，輸入止動塊520具有指示溝槽522，其可用於指示驅動軸530在密封300的安裝之前已在何時充分縮回。

在驅動軸530的遠端533，卡環534配合在驅動軸530的環形溝槽內。卡環534，亦稱扣環、e形夾、或彈簧夾，適配入環形溝槽並且防止驅動軸530的過度縮回。當致動器502被轉動以將驅動軸530向上縮回時，卡環534接合螺紋軸環540並且防止致動器502的進一步旋轉。這有益地確保驅動軸530不會自螺紋軸環540過度縮回並且防止密封嵌入工具500的非期望的拆解。

驅動軸530的遠端533接合降摩擦構件536。在此情況中，降摩擦構件536為滾珠軸承，但其亦可為止推墊圈或其他降摩擦構件。降摩擦構件536接合末端執行器560。末端執行器560具有柱塞570及抓持器585。柱塞570具有凹陷571，降摩擦構件536擱置在凹陷中。

柱塞570亦具有柱塞軸572及柱塞頭573。柱塞軸572在下主體512中形成的孔516中滑動。柱塞頭573具有端面574、工作表面575、環形壁576、凹陷577、及底578。如圖6A至圖6C所示，端面574為柱塞頭573的最下表面。工作表面575為端面574的內部及之上的平坦表面。工作表面575圍繞凹陷577，其由環形壁576及底578所界定。當密封300被裝載入末端執行器560，環形密封300的外直立環壁306的頂面312靠在工作表面575，而內直立環壁308的頂面314與底578相間隔。以此方式，內直立環壁308在安裝期間不會變形。

抓持器585具有軸環586及複數個抓持指587。軸環586的尺寸被設計為，使其在柱塞軸572上滑動。抓持指587附接於柱塞軸572，以與軸環586一起移動。縱軸線A-A延伸通過致動器502、驅動軸530、降摩擦構件536、及柱塞570。柱塞570及抓持器585受約束，使它們在密封的安裝期間沿縱軸線A-A移動。在使用期間，抓持器585保持密封300。抓持器585經設計而捕捉密封300，使密封300在密封嵌入工具500安裝至基板塊104上的同時被保持。抓持指587各具有內表面588，具有拱形區段及平坦區段，接合環形密封300的圓柱形外表面304及外直立環壁306，將會在以下更加詳述。

末端執行器560的旋轉是藉由安裝在下主體512中所形成的槽515內的防旋轉特徵538而防止。防旋轉特徵538可在槽515中上下滑動，但末端執行器560無法旋轉。防旋轉特徵538接合柱塞570的柱塞軸572以防止旋轉。可選地，防旋轉特徵538可為安裝在柱塞570的螺紋洞中的螺栓。在其它實施例中，其可為銷或是以壓接、焊接、膠黏或其它方式被安裝到位的其它特徵。

防旋轉特徵538及槽515的組合亦用於防止末端執行器560的非期望的移除。末端執行器560沒有被軸向約束抵靠驅動軸530。反而，末端執行器560可自由軸向浮動。當驅動軸530被縮回且末端執行器560上沒有向上力時，在降摩擦構件536與驅動軸530之間可能存在空間。然而，只要施加力至末端執行器560以及驅動軸530被推進以與降摩擦構件536接觸，則降摩擦構件536將力自驅動軸530傳遞至末端執行器560。

轉到圖7，顯示密封嵌入工具500的爆炸圖。顯示所述的構件。如此視圖中能夠最佳地看出，附加的一組的緊固件517被用於將上主體510附接至下主體512。螺紋軸環540被緊固件517捕捉，因為螺紋軸環540被夾在上主體510與下主體512之間。上主體510亦具有允許工具經由上主體510而被嵌入以到達工具緊固件550的複數個通道514。工具緊固件550亦被通道514的特徵所捕捉，但可自由軸向縮回。這有益於在基板塊104上的密封嵌入工具500的安裝。

轉到圖8，顯示密封嵌入工具500的仰視圖。密封嵌入工具500具有如虛線所示的涵蓋區590。這是當密封嵌入工具500安裝在基板塊104上時它在基板塊104所占據的面積。涵蓋區590小於基板塊104的涵蓋區的一半。從而，密封嵌入工具500配合在第一涵蓋區半部120及第二涵蓋區半部122的任一個內，並且不跨越中央平面C-C。涵蓋區590小於第一涵蓋區半部120及第二涵蓋區半部122的每一個，以確保密封嵌入工具500不會干擾流體輸送模組1400中的流體流量構件200。

轉到圖9，更加詳細說明使用密封嵌入工具500的方法。第一，使用者將密封300嵌入末端執行器560中。這藉由將抓持器585推入降低位置，在此位置處，軸環586靠在柱塞570的柱塞頭573。密封300接著被壓入末端執行器560中的位置，使外直立環壁306的頂面312與柱塞570的工作表面575接觸。抓持器585維持在降低位置，而抓持指587接合外直立環壁306並將密封300牢固地持承在原位。在安裝密封之前或之後，旋轉致動器502，使驅動軸530被完全縮回以及指示溝槽522被暴露在上主體510的頂面之上。這確保在密封嵌入工具500安裝在基板塊104上的期間，有足夠用於密封的間隙。

第二，密封嵌入工具500與基板塊104對準，使工具緊固件550能夠經由緊固件通道108而被嵌入。第三，密封嵌入工具500被壓在基板塊104上。抓持指587為密封嵌入工具500的第一部分以接觸基板塊104的第一表面。工具緊固件550在緊固件通道108內，但並不被緊固至下面的錨。

第四，工具緊固件550被安裝入錨，以將密封嵌入工具500緊固至基板塊104。工具緊固件550的安裝使得密封嵌入工具500的底部接觸基板塊104的第一表面114。這亦將抓持器585推入升高位置，在此位置處，抓持器585的軸環586與柱塞570的柱塞頭573相間隔。當自降低位置轉變至升高位置時，抓持指587滑過密封300，且抓持指587的內表面588接合密封300的圓柱形外表面304。抓持指587向外偏向，在柱塞570相對於基板塊104的第一表面114向下移動時維持密封300上的壓力。

第五，致動器502藉由旋轉而致動，以將環形密封300的下部318降低入流體埠110的環形溝槽116。致動器502自致動器502及末端執行器560被縮回的初始升高狀態轉變至致動器502及末端執行器560伸展的降低狀態。當末端執行器560轉變至降低狀態，密封300藉由工作表面575與外直立環壁306的頂面312之間的接合而被壓入環形溝槽116。在此處理中，抓持指587的內表面588接合柱塞頭573以及藉凸輪作用進一步接合，在致動器502被致動以將密封300嵌入環形溝槽116時允許密封被釋放。第六，致動器502被鬆開以及工具緊固件550被移除。最後，密封嵌入工具500自基板塊104被移除。

圖10A至圖10D更詳細顯示密封嵌入工具500的使用。在圖10A及圖11A中，密封嵌入工具500被放置在基板塊104之上且密封300嵌入末端執行器560。工具緊固件550被嵌入基板塊的緊固件通道108，以準備密封嵌入工具的安裝。還重要注意到的是致動器502被縮回，使密封在工具緊固件550的緊固之前不被壓入環形溝槽116。這藉由如所示般暴露的輸入止動塊520的指示溝槽522向使用者指示。能夠看到，抓持指587的內表面588接合密封300的外直立環壁306的邊緣。抓持器585位於降低位置，軸環586觸碰柱塞頭573。

在圖10B及圖11B中，顯示密封嵌入工具500被放置在基板塊104的頂上。抓持指587現在與基板塊的第一表面114接觸。抓持器585維持在降低位置，軸環586觸碰柱塞頭573。抓持指587的內表面588接合密封300的外直立環壁306的邊緣。

在圖10C及圖11C中，顯示密封嵌入工具500被裝設至基板塊104的第一表面114。工具緊固件550已被安裝，將密封嵌入工具500緊固至基板塊104。抓持指587維持與基板塊的第一表面114接觸。因為工具緊固件550已將密封嵌入工具500拉抵基板塊104的第一表面114，抓持器585現在位於部分升高位置。軸環586不再觸碰柱塞頭573。因為在密封嵌入工具500已被裝設至基板塊104時抓持器585已維持靜止，軸環586已將柱塞軸572上移，造成柱塞570朝基板塊104向下調移。抓持指587的內表面588現在接合密封300的圓柱形外表面304。

在圖10D及圖11D中，密封嵌入工具500的致動器502被充分致動，以將密封300壓入基板塊104中的位置。具體而言，末端執行器560自降低狀態調移至升高狀態。在降低狀態，輸入止動塊520的指示溝槽522不再可見。密封300的下部318被壓入環形溝槽116以及抓持器585現在完全轉變至升高狀態。在升高狀態中，抓持指587不再接合密封300。反而，如所示，抓持指587的內表面588接合柱塞頭573。這避免密封300與柱塞570一起被縮回，並且確保密封300維持原位。圖10E顯示在致動器502已被縮回以及工具緊固件550已自各自的錨移除之後的密封嵌入工具500。密封300維持在基板塊104中，準備安裝。

在密封300與密封嵌入工具500的安裝之前，移除過期密封300並仔細地清潔環形溝槽116及第一表面114是重要的。很明顯，這是在需要維修的流體流量構件200的移除之後進行的。例如，典型的維修程序會是移除流體流量構件200、移除過期密封300、徹底地清潔基板塊104以準備供新的密封300的安裝、安裝如上所述的密封300、然後重新安裝流體流量構件200。

圖12A及圖12B更加詳細顯示密封嵌入工具500的一部位。能夠看出，圖12顯示沒有抓持器585的柱塞570。圖12B顯示就位的抓持器585，與密封300一起。

圖13A及圖13B顯示密封嵌入工具600的替代實施例。密封嵌入工具600具有末端執行器660，該末端執行器660具有柱塞頭673及柱塞軸672。然而，密封嵌入工具600省略密封嵌入工具500的抓持器。密封嵌入工具600的末端執行器660具有形成柱塞頭673的最下表面的端面674。末端執行器660亦具有工作表面675，以接合外直立環壁306、凹陷677、底678、及環形壁676。凹陷677、底678、及環形壁676用於避免末端執行器660與內直立環壁308之間的接觸。內直立環壁308的頂面314與底678相間隔，防止密封300的非期望的變形。

密封嵌入工具600的功能與密封嵌入工具500實質相同，但在安裝期間並不抓持密封300。反而，使用者將密封300擺在基板塊104上，然後安裝密封嵌入工具600。致動器502接著被致動，以座設密封300。

轉到圖14A至圖14D，顯示用於密封嵌入工具的力矩限制裝置的實施例。本實施例將先前揭露的密封嵌入工具500、600的其中一個與力矩模組1000組合，以排除單獨力矩驅動器的需要。在圖14A至圖14D中，顯示密封嵌入工具600，但任一實施例皆能夠與力矩模組1000一起利用。力矩模組1000能夠與密封嵌入工具500的頂部接合並且充當附加構件。如所示，力矩模組1000具有供使用者操作的把手1002、以及指捻螺釘1003及軸1005，以接合工具緊固件550。

如圖14C及圖14D所示，力矩模組1000直接安裝在密封嵌入工具600上。力矩模組1000具有容納在上主體1010及下主體1011內的力矩限制器1004。力矩限制器1004可為基於摩擦離合器的裝置或任何其它已知的力矩限制裝置。力矩模組1000可藉由螺栓、磁鐵、黏合劑、卡接介面、或任何其它已知方法而附接。

雖然本發明已將關於包括實施本發明的當前較佳模式的特定範例進行說明，所屬技術領域中具有通常知識者將理解上述系統及技術有多種變化及排列。當知可利用其它實施例，以及可在不脫離本發明的範圍的情況下進行結構性及功能性修改。因此，本發明的精神及範圍應廣泛地解釋為如隨附申請專利範圍中所述。

1000:處理系統 1100:閥 1200:排出器 1300:處理室 1400:流體輸送模組 1402:基板板件 100:控制流量的裝置 101:入口 102:出口 104:基板塊 106:構件裝設位置 108:緊固件通道 110:流體埠 112:流體流路 114:第一表面 116:環形溝槽 120:第一涵蓋區半部 122:第二涵蓋區半部 200:構件 208:緊固件通道 210:流體埠 212:流體流路 214:底面 216:環形溝槽 250:構件緊固件 300:密封 302:流路 304:圓柱形外表面 306:外直立環壁 308:內直立環壁 310:凸緣 312:頂面 314:頂面 316:上部 318:下部 400:出口歧管 500:密封嵌入工具 502:致動器 510:上主體 511:孔 512:下主體 514:通道 515:槽 516:孔 517:緊固件 520:輸入止動塊 522:指示溝槽 530:驅動軸 531:近端 532:洞 533:遠端 534:卡環 536:降摩擦構件 538:防旋轉特徵 540:螺紋軸環 550:工具緊固件 560:末端執行器 570:柱塞 571:凹陷 572:柱塞軸 573:柱塞頭 574:端面 575:工作表面 576:環形壁 577:凹陷 578:底 585:抓持器 586:軸環 587:抓持指 588:內表面 590:涵蓋區 600:密封嵌入工具 660:末端執行器 672:柱塞軸 673:柱塞頭 674:端面 675:工作表面 676:環形壁 677:凹陷 678:底 1000:力矩模組 1002:把手 1003:指捻螺釘 1004:力矩限制器 1005:軸 1010:上主體 1011:下主體 A-A:縱軸線 C-C:中央平面 d:距離

本揭露之發明將從詳細說明及伴隨的圖式得到更充分理解，其中：

圖1為利用一個以上的控制流量的裝置以製造半導體裝置的系統的示意圖。

圖2為包含有可用於圖1的處理中的複數個控制流量的裝置的流體輸送模組的立體圖。

圖3為顯示移除一個流體流量構件的圖2的模組的立體圖。

圖4A為裝設至成對的基板塊的構件的立體圖。

圖4B為圖4A中沿線段4B-4B的構件及其中一個基板塊的截面圖。

圖4C為圖4A的構件的仰視圖。

圖4D為圖4A的基板塊的俯視圖。

圖5為用於將密封安裝入控制流量的裝置的基板塊的密封嵌入工具的立體圖。

圖6A為圖5的密封嵌入工具的前視圖。

圖6B為圖5中沿線段6B-6B的密封嵌入工具的截面圖。

圖6C為圖5中沿線段6C-6C的密封嵌入工具的截面圖。

圖7為圖5的密封嵌入工具的爆炸圖。

圖8為圖5的密封嵌入工具的仰視圖。

圖9為顯示安裝密封的方法的流程圖。

圖10A放置在流體輸送模組的一部位的基板塊之上的密封及密封嵌入工具的立體圖。

圖10B為放置成與流體輸送模組的該部位的基板塊接觸的密封嵌入工具的末端執行器的立體圖。

圖10C為耦接至流體輸送模組的該部位的基板塊的密封嵌入工具的立體圖。

圖10D為被壓入流體輸送模組的該部位的基板塊的密封腔的立體圖。

圖10E為自流體輸送模組的該部位的基板塊移除的密封嵌入工具的立體圖。

圖11A為圖10A中沿線段11A-11A的流體輸送模組的部位、密封、及密封嵌入工具的截面圖。

圖11B為圖10B中沿線段11B-11B的流體輸送模組的部位、密封、及密封嵌入工具的截面圖。

圖11C為圖10C中沿線段11C-11C的流體輸送模組的部位、密封、及密封嵌入工具的截面圖。

圖11D為圖10D中沿線段11D-11D的流體輸送模組的部位、密封、及密封嵌入工具的截面圖。

圖12A為顯示抓持器經移除的末端執行器的圖5的密封嵌入工具的部位的立體圖。

圖12B為顯示抓持器存在的末端執行器的圖12A的密封嵌入工具的部位的立體圖。

圖13A為顯示替代的末端執行器的密封嵌入工具的替代實施例的部位的立體圖。

圖13B為圖13A中沿線段13B-13B的密封嵌入工具的部位的截面圖。

圖14A為密封嵌入工具的力矩限制附件的立體圖。

圖14B為圖14A的力矩限制附件的爆炸圖。

圖14C為放置在圖13A的密封嵌入工具之上的力矩限制附件的立體圖。

圖14D為裝配有圖13A的密封嵌入工具的力矩限制附件的立體圖。

所有圖式為示意性的且不一定按比例繪製。除非本文另有說明，否則在某些圖中顯示有標號而在其它圖中可能未標號而出現的特徵，為相同的特徵。

500:密封嵌入工具

502:致動器

510:上主體

512:下主體

550:工具緊固件

560:末端執行器

Claims (40)

1. 一種在自流體源延伸至處理室的流體供應線的流體輸送模組中安裝環形密封的方法，該方法包含： (a) 將裝載有環形密封的密封嵌入工具耦接於流體輸送模組的第一基板塊，使該環形密封被放置在第一流體埠之上且與該第一流體埠對準，該第一流體埠位在該第一基板塊的第一表面上；以及 (b) 致動該密封嵌入工具，使該密封嵌入工具降低該環形密封並且將該環形密封的下部壓入該第一流體埠的第一環形溝槽，該第一流體埠的第一環形溝槽圍繞該第一流體埠的第一流體開口； 其中步驟(a)及步驟(b)係在該流體輸送模組在該流體供應線內維持原位的同時執行。
2. 如請求項1所述的方法，其中在步驟(a)之前，且在該流體輸送模組在該流體供應線內維持原位的同時，該方法更包含： 將第一主動流體構件自該流體輸送模組的該第一基板塊解除耦接，以暴露在該第一基板塊的該第一表面上的該第一流體埠，該第一基板塊包含第一流體通道，該第一流體通道在該第一基板塊上自該第一流體埠的該第一流體開口延伸至第二流體埠的第二流體開口；以及 移除到期密封。
3. 如請求項2所述的方法，其中該主動流體構件包含具有底面的構件塊以及在該底面上的第一構件流體埠；其中當該主動流體構件耦接於該流體輸送模組的該第一基板塊，該底面的面積部分相疊且相對於該第一基板塊的該第一表面的一部分；以及其中該密封嵌入工具具有適合於該構件塊的該底面的該面積部分的涵蓋區。
4. 如請求項2所述的方法，更包含： (d) 將該密封嵌入工具自該第一基板塊解除耦接，以暴露該第一流體埠，該環形密封在該第一環形溝槽內維持原位；以及 (e) 將該第一主動流體構件耦接於該第一基板塊，使該環形密封的上部被壓入位在該第一主動流體構件的構件塊的底面上的構件流體埠的構件環形溝槽，該環形密封將該第一流體埠的該第一流體開口緊密地密封至該構件流體埠的構件流體開口。
5. 如請求項4所述的方法，其中該流體輸送模組包含複數個錨，其中該密封嵌入工具在步驟(a)期間耦接於該第一基板塊，該錨係與在步驟(e)中被用於將該第一主動流體構件耦接於該第一基板塊的錨為相同。
6. 如請求項1至2中任一項所述的方法，其中當該密封嵌入工具根據步驟(a)耦接於該流體輸送模組的該第一基板塊時，該密封嵌入工具的涵蓋區被包含在該第一基板塊的涵蓋區內。
7. 如請求項1至6中任一項所述的方法，更包含： 該第一基板塊包含具有第二流體開口的第二流體埠、以及延伸在該第一流體開口與該第二流體開口之間的第一流體通道； 該流體輸送模組包含第二主動流體構件，該第二主動流體構件耦接於該第一基板塊且流體耦接於該第二流體埠；以及 其中在步驟(a)及步驟(b)執行的期間，該第二主動流體構件維持流體耦接於該第二流體埠。
8. 如請求項7所述的方法，其中該第二流體埠係在該第一表面上。
9. 如請求項1至8中任一項所述的方法，更包含： 該密封嵌入工具包含成對的工具緊固件，成對的該工具緊固件延伸通過在該密封嵌入工具的主體中的緊固件通道； 其中步驟(a)包含：致動成對的該工具緊固件以接合位在該第一基板塊或是該第一基板塊所裝設的該流體輸送模組的支撐結構中的對應的成對的錨。
10. 如請求項9所述的方法，其中成對的該工具緊固件為螺紋工具緊固件，以及成對的該錨為螺紋錨；以及其中步驟(a)包含：旋轉成對的該螺紋工具緊固件以接合位在該第一基板塊所裝設的該流體輸送模組的該支撐結構中的成對的該螺紋錨，成對的該螺紋工具緊固件延伸通過該第一基板塊的緊固件通道。
11. 如請求項1至10中任一項所述的方法，其中該第一基板塊及該流體輸送模組的附加構件在步驟(a)及步驟(b)期間維持裝設於該流體輸送模組的支撐結構。
12. 如請求項1至11中任一項所述的方法，其中步驟(b)更包含： (b-1) 旋轉該密封嵌入工具的致動器，藉此使裝載有該環形密封的該密封嵌入工具的末端執行器自升高狀態調移至降低狀態。
13. 如請求項12所述的方法，其中在該升高狀態中，該環形密封被該末端執行器接合且保持；以及其中在該降低狀態中，該末端執行器已將該環形密封壓入該第一環形溝槽以及解開該環形密封。
14. 如請求項13所述的方法，其中在該降低狀態中，該末端執行器的柱塞的端面接觸該第一基板塊的該第一表面。
15. 如請求項12至13中任一項所述的方法，其中該末端執行器包含可滑動地裝設於柱塞的抓持器，該柱塞具有柱塞軸以及位在該柱塞軸的遠端的柱塞頭，該抓持器包含裝設於軸環的複數個抓持指，該軸環係繞該柱塞軸可滑動地裝設。
16. 如請求項15所述的方法，更包含： 在步驟(a)之前，藉由將該環形密封嵌入在複數個該抓持指之間而將該環形密封裝載入該末端執行器，該抓持指對該環形密封施加徑向向內的力，以在該末端執行器中接合且保持該環形密封，該抓持器相對於該柱塞處於降低位置； 其中當該密封嵌入工具耦接於該第一基板塊，該抓持指接觸或位於該第一基板塊的該第一表面之上；以及 其中步驟(b)包含：旋轉該密封嵌入工具的該致動器，藉此降低該末端執行器的該柱塞，該柱塞相對於該抓持器滑動以及將該環形密封的該下部壓入該第一環形溝槽。
17. 如請求項16所述的方法，其中在步驟(b)期間，該抓持指藉由該抓持指的內表面及該環形密封或該柱塞的至少一個之間的凸輪作用而徑向向外偏向。
18. 如請求項1至17中任一項所述的方法，其中該環形密封包含外直立環壁、內直立環壁、以及延伸在該內直立環壁與該外直立環壁之間的凸緣；以及其中在步驟(b)執行的期間，該密封嵌入工具不會對該內直立環壁施加任何垂直壓縮力。
19. 如請求項18所述的方法，其中在步驟(b)執行的期間，該密封嵌入工具不會接觸該內直立環壁。
20. 一種在流體輸送模組中更換環形密封的方法，該方法包含： (a) 藉由鬆開分別接合流體輸送模組的一個以上的錨的一個以上的構件緊固器，而將第一主動流體構件自該流體輸送模組的第一基板塊解除耦接，以暴露在該第一基板塊的第一表面上的第一流體埠； (b) 移除到期密封； (c) 藉由啟動一個以上的工具緊固件以接合該流體輸送模組的一個以上的該錨，而將密封嵌入工具耦接至該第一基板塊；以及 (d) 啟動該密封嵌入工具，使與該第一流體埠對準的環形密封被壓入該第一流體埠的第一環形溝槽，該第一流體埠的第一環形溝槽圍繞該第一流體埠的第一流體開口。
21. 如請求項20所述的方法，更包含： (e) 將該密封嵌入工具自該第一基板塊解除耦接，以暴露該第一流體埠，該環形密封在該第一環形溝槽內維持原位；以及 (f) 藉由啟動一個以上的該構件緊固件以接合一個以上的該錨，而將該第一主動流體構件耦接於該第一基板塊，藉此將該環形密封的上部壓入位在該第一主動流體構件的構件塊的底面上的構件流體埠的構件環形溝槽，該環形密封將該第一流體埠的該第一流體開口緊密地密封至該構件流體埠的構件流體開口。
22. 如請求項21所述的方法，其中在步驟(a)至步驟(f)執行的期間，該流體輸送模組在自流體源延伸至處理室的流體供應線內維持原位。
23. 如請求項20至21中任一項所述的方法，其中在步驟(a)至步驟(d)執行的期間，該流體輸送模組在自流體源延伸至處理室的流體供應線內維持原位。
24. 如請求項20至23中任一項所述的方法，其中在步驟(a)之前，該流體輸送模組更包含支撐結構，該第一基板塊、該第一主動流體構件、及複數個其它的流體流量構件裝設於該支撐結構且彼此流體連通；以及其中在步驟(a)完成後，該第一基板塊維持裝設於該支撐結構。
25. 如請求項20至24中任一項所述的方法，其中該第一基板塊包含在該第一基板塊的該第一表面上的第二流體埠，該第二流體埠具有第二流體開口，以及第一流體通道延伸在該第一流體開口與該第二流體開口之間；該第一流體埠與該第二流體埠位在中央平面的相反側，該中央平面橫切該第一表面且將該第一基板塊的涵蓋區劃分成第一涵蓋區半部及第二涵蓋區半部；以及其中該密封嵌入工具的涵蓋區在該第一涵蓋區半部內。
26. 如請求項25所述的方法，其中該流體輸送模組包含第二主動流體構件，耦接於該第一基板塊且流體耦接於該第二流體埠；以及其中在該步驟(a)及步驟(b)執行的期間，該第二主動流體構件維持流體耦接於該第二流體埠。
27. 一種在流體輸送模組中安裝環形密封的方法，該流體輸送模組包含支撐結構、裝設於該支撐結構的第一基板塊、及裝設於該支撐結構的複數個流量構件，該方法包含： (a) 將裝載有環形密封的密封嵌入工具耦接於該第一基板塊，該環形密封放置於該第一基板塊的第一表面上的第一流體埠上且與該第一流體埠對準；以及 (b) 致動該密封嵌入工具，使該密封嵌入工具將該環形密封的下部壓入圍繞該第一流體埠的第一流體開口的該第一流體埠的第一環形溝槽； 其中步驟(a)及步驟(b)係在該第一基板塊維持裝設於該流體輸送模組的該支撐結構的同時執行。
28. 一種製造半導體或積體電路的方法，包含： 根據如請求項1至27中任一項所述之方法安裝或更換流體輸送模組的環形密封，以完成自流體源延伸至處理室的流體供應線；以及 使流體自該流體源流至該處理室，以接觸該處理室中一個以上的半導體或積體電路晶圓。
29. 一種密封嵌入工具，包含： 主體； 成對的緊固件，用於將該主體耦接於流體輸送模組； 末端執行器，可滑動地裝設於該主體，該末端執行器經配置而承接及保持環形密封；以及 致動器，可操作地耦接於該末端執行器，以及經配置而在使用者致動該致動器後將該末端執行器自升高狀態改變為降低狀態。
30. 如請求項29所述之密封嵌入工具，其中該致動器包含： 使用者接合構件； 螺紋驅動軸，不可旋轉地耦接於該使用者接合構件，使得該使用者接合構件的旋轉引起該螺紋驅動軸的對應旋轉；以及 螺紋軸環，裝設於該主體且相對於該主體固定，該螺紋驅動軸螺紋接合於該螺紋軸環，使得該螺紋驅動軸的旋轉引起該螺紋驅動軸相對於該主體及該螺紋軸環而軸向調移。
31. 如請求項30所述之密封嵌入工具，其中該螺紋軸環包含滾珠螺帽，以及該螺紋驅動軸包含滾珠螺桿。
32. 如請求項30至31中任一項所述之密封嵌入工具，其中該末端執行器包含柱塞軸及柱塞頭，該柱塞軸與該螺紋驅動軸軸向對準且可操作的配合，使得該螺紋驅動軸的軸向調移將該末端執行器自該升高狀態移動至該降低狀態。
33. 如請求項32所述之密封嵌入工具，更包含降摩擦構件，位在該螺紋驅動軸的遠端與該柱塞軸的近端之間。
34. 如請求項33所述之密封嵌入工具，其中該降摩擦構件包含滾珠軸承。
35. 如請求項34所述之密封嵌入工具，其中該柱塞軸的該近端包含凹陷，該滾珠軸承嵌套在該凹陷中。
36. 如請求項29至35中任一項所述之密封嵌入工具，其中該末端執行器相對於該主體為不可旋轉的。
37. 如請求項29至35中任一項所述之密封嵌入工具，其中該末端執行器包含具有環形壁的柱塞頭，該環形壁圍繞具有底的中央凹陷，該環形壁終止於工作表面，該工作表面及該底彼此軸向錯開。
38. 如請求項37所述之密封嵌入工具，更包含裝載入該末端執行器的該環形密封，該環形密封包含外直立環壁、內直立環壁、以及延伸在該內直立環壁與該外直立環壁之間的凸緣；以及其中該外直立環壁的頂面與該工作表面相接觸，以及該內直立環壁的上部凸伸入該中央凹陷，在該底與該內直立環壁的頂面之間存在間隙。
39. 如請求項29至38中任一項所述之密封嵌入工具，其中該末端執行器包含可滑動地裝設於柱塞的抓持器，該柱塞具有柱塞軸以及位在該柱塞軸的遠端的柱塞頭，該抓持器包含裝設於軸環的複數個徑向可偏向的抓持指，該軸環係繞該柱塞軸可滑動地裝設。
40. 如請求項39所述之密封嵌入工具，其中在致動該致動器後，該末端執行器的該柱塞降低並相對於該抓持器滑動。

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